Napomena urednika: U ovoj tjednoj seriji LiveScience istražuje kako tehnologija pokreće znanstvena istraživanja i otkrića.
Praćenje vulkana je naporna predstava. Morate znati što se događa - ali previše zbližiti je smrtonosan prijedlog.
Srećom, tehnologija je omogućila lakše nego ikad voditi tabulator planinama magma i pepela širom svijeta. Veliki dio ove tehnologije omogućuje istraživačima da se drže unatrag (čak i gledajući vulkane iz svemira), dok pažljivo prate vulkanske aktivnosti. Neke od tih tehnologija mogu čak prodrijeti do vrhova vulkana prekrivenih oblacima, omogućujući istraživačima da "vide" promjene tla koje bi mogle signalizirati skorašnju erupciju ili opasni kolaps u lavi.
"Volite imati više izvora informacija kako biste maksimizirali svoju sposobnost razumijevanja što se događa", rekao je Geoff Wadge, direktor Znanstvenog centra za sustave zaštite okoliša na Sveučilištu Reading u Ujedinjenom Kraljevstvu.
Gazan posao
Praćenje vulkana nekada je bilo pitanje dobivanja čizama na zemlji. Terenski rad na terenu i danas se događa, naravno, ali sada znanstvenici imaju na raspolaganju mnogo više alata za praćenje promjena tijekom cijelog sata.
Na primjer, istraživači su u jednom trenutku morali otići na otvore za vulkanske plinove, izvući bocu za hvatanje plina i zatim poslati zapečaćenu bocu u laboratorij na analizu. Ta je tehnika bila dugotrajna i opasna, obzirom da je veliki broj vulkanskih plinova smrtonosan. Sada se znanstvenici mnogo češće okreću tehnologiji za ove prljave poslove. Na primjer, ultraljubičasti spektrometri mjere količinu ultraljubičastog svjetla od sunčeve svjetlosti koju apsorbira vulkanski pljusak. Ovo mjerenje omogućava istraživačima da utvrde količinu sumpornog dioksida u oblaku.
Drugi alat, koji se koristi na Havajskom opservatoriju vulkana od 2004. godine, je Fourier-ov transformacijski spektrometar, koji djeluje na sličan način, ali umjesto infracrvenog zračenja koristi infracrveno svjetlo. A jedan od najnovijih trikova opservatorije kombinira ultraljubičastu spektrometriju s digitalnom fotografijom, koristeći kamere koje mogu zabilježiti nekoliko mjerenja plina u minuti u polju. Sve ove informacije o plinu pomažu istraživačima da shvate koliko je magme pod vulkanom i što ta magma radi.
Mjerenje pokreta
Ostale visokotehnološke tehnike prate kretanje tla pokrenutog vulkanom. Deformiranje tla oko vulkana može signalizirati nadolazeću erupciju, kao i zemljotresi. Havajski opservatorij vulkana ima više od 60 senzora globalnog sustava za pozicioniranje (GPS) koji prate kretanje na državnim nalazištima aktivnih vulkana. Ti se GPS senzori ne razlikuju mnogo od onih u navigacijskom sustavu vašeg automobila ili u vašem telefonu, ali su osjetljiviji.
Tiltometri, koji upravo tako zvuče, mjere kako se tlo naginje u vulkanskom području, što je još jedan signalni znak da bi se nešto moglo miješati ispod zemlje.
Pogled u nebo je također korisno za praćenje vulkanskih promjena. Satelitski snimci mogu otkriti čak i minutne promjene nadmorske visine na terenu. Jedna popularna tehnika, nazvana interferometrijski radar sa sintetičkim otvorom (ili InSAR), uključuje dvije ili više satelitskih slika snimljenih s istog mjesta u orbiti u različito vrijeme. Promjene u tome koliko brzo se satelitski radarski signal vraća u svemir otkrivaju suptilne deformacije na Zemljinoj površini. Koristeći ove podatke, znanstvenici mogu stvoriti karte s prikazom promjena tla sve do centimetra.
Sateliti toliko često prolaze preko vulkana, međutim, u najboljem slučaju ograničavaju poglede na 10 dana, rekao je Wadge za LiveScience. Da bi nadoknadili, istraživači sada postavljaju zemaljski radar, sličan radaru koji se koristi za praćenje vremena, kako bi pratili vulkanske aktivnosti. Wadge i njegovi kolege razvili su jedan alat, nazvan senzor za vremensku vulkansku topografiju koji predstavlja vremensku atmosferu (ATVIS), koji koristi valove s frekvencijama od samo nekoliko milimetara da bi prodrli u oblake koji često prekrivaju vulkanske vrhove iz pogleda. Pomoću ATVIS-a, znanstvenici mogu "promatrati" formiranje kupola lave ili postupno rastućih oteklina na vulkanima.
"Kupove lave vrlo su opasne jer izlivaju ovu vrlo viskoznu lavu u veliku hrpu i na kraju se ona sruši. Čineći to stvara piroklastični tok", rekao je Wadge.
Piroklastični tok je smrtonosna, brzo pokretna rijeka vruće stijene i plina koja može ubiti tisuće u minutima.
Wadge i njegovi kolege testiraju ATVIS na vulkansko aktivnom zapadnom indijskom otoku Montserrat. Od 1995. vulkan Soufriere Hills na otoku periodično eruptira.
Radarskim mjerenjima također se mogu pratiti tokovi rastopljene lave iz svemira, rekao je Wadge. Iako se satelitski prolazi mogu pojaviti samo svakih nekoliko dana, radarski instrumenti mogu odrediti lokacije do nekoliko metara (1 do 2 metra). Sastavljanje slika snimljenih iz prostora sporog toka lave može otkriti "filmski" slijed načina na koji protok napreduje, rekao je Wadge.
Vrhunska tehnologija
Znanstvenici se sve više okreću bespilotnim bespilotnim letjelicama kako bi se približili vulkanu, a istovremeno sprečavalo ljude da ne nađu štetu. U ožujku 2013., NASA je uletela u 10 bespilotnih bespilotnih letjelica bespilotnim letjelicama u pljusak kostaričkog vulkana Turrialba. Dronovi veličine 5 kilograma (2,2 kilograma) nosili su video kamere kako snimaju i vidljivim i infracrvenim svjetlom, senzorima sumpornog dioksida, senzorima čestica i bocama za uzorkovanje zraka. Cilj je koristiti podatke iz pluta za poboljšanje računalnih predviđanja vulkanskih opasnosti poput "voga" ili toksičnog vulkanskog smoga.
Povremeno tehnologija čak može zahvatiti i erupciju koju nitko drugi ne bi primijetio. U svibnju je daleki vulkan Aljasve Cleveland raznio vrh. Vulkan je na Aleutskim otocima, tako udaljen da nema seizmičke mreže za praćenje eksplozija. Ali erupcije mogu poremetiti putovanje zrakom, pa je ključno da istraživači znaju kada dolazi do eksplozije. Za nadgledanje zauzetog vulkana u Clevelandu, znanstvenici u opservatoriju vulkana na Aljasci koriste infrazvuk kako bi otkrili tutnjave niske frekvencije ispod raspona ljudskog sluha. Dana 4. svibnja ova je tehnika omogućila znanstvenicima da otkriju tri eksplozije iz nemirnog vulkana.
U drugom slučaju daljinskog otkrivanja vulkana, u kolovozu 2012., brod Kraljevske ratne mornarice Novog Zelanda izvijestio je o plutajućem otoku bundeve dugačkom 482 km u južnom Tihom oceanu. Porijeklo bundeve vjerojatno bi ostalo tajna, ali vulkan Erik Klemetti sa Sveučilišta Denison i NASA-in vizualizator Robert Simmon otišao je ususret izvoru. Dvojica znanstvenika mjesecima su pretraživali satelitske fotografije s NASA-inog satelita Terra i Aqua i otkrili prvi nagovještaj o erupciji: pepeljasto-siva voda i vulkanski pljusak na podvodnom vulkanu nazvanom Havre Seamount 19. srpnja 2012. godine.
"Da niste znali gdje potražiti, propustili biste ga", rekao je Klemetti za LiveScience. Satelitski snimci, zajedno s drugim tehnološkim napretkom, omogućili su vulkanolozima otkrivanje više erupcija nego ikad prije, rekao je.
"Vratite se prije 25 godina, ima puno mjesta na kojima ne bismo imali pojma da se dogodila erupcija", rekao je Klemetti.
